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初中物理中考复习 第16课时 简单机械课件PPT
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这是一份初中物理中考复习 第16课时 简单机械课件PPT，共43页。PPT课件主要包含了教材梳理夯实基础，思维导图构建体系，考点一杠杆，杠杆基本知识，费距离，杠杆的分类，平衡螺母，水平位置，F1l1F2l2，考点三滑轮等内容，欢迎下载使用。
考点二 探究:杠杆的平衡条件(见实验突破)
1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(1)他使用的钳子是 杠杆,剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若铁丝被剪断需要1000 N的力,小明至少用 N的力才能将铁丝剪断。
1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(2)钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪铁丝时,将铁丝放在A处还是B处更省力呢?请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂。
2.如图16-2所示是某工人用滑轮组提升重物,工人用360 N拉力将重为600 N的重物匀速提升10 m,若不计绳重和轮与轴的摩擦,则动滑轮的重力为 N,工人对绳端的拉力做的功为 J。若将重为880 N的重物匀速提升10 m,则工人做的功为 J。
1.图16-3是过去农村用的舂米工具的结构示意图,请在图中画出作用在脚踏板上的动力F的力臂l。
探究一 杠杆五要素及杠杆的识别
2.如图16-4所示,工人用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端A点是动力作用点。(1)当杠杆的支点在a点时,动力的方向应向 (选填“上”或“下”)。 (2)当杠杆的支点在b点时,动力的方向应向 (选填“上”或“下”)。 (3)请画出作用于杠杆A端的最小动力F,此时杠杆的支点为 。
3.如图16-5所示的杠杆OABC可绕墙壁上支点O转动,在OA段中点处悬挂一重物,请画出重物重力G的示意图和使杠杆在图示位置保持平衡时最小力F的示意图及其力臂l。
4.如图16-6所示,AO=BC,O为支点,请画出重物G的阻力臂,并画出作用在C点且能使杠杆保持平衡的最小力。
5.如图16-7所示是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )A.ABC是一个省力杠杆B.D处刀刃较薄,可以增大压力C.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦D.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
6.如图16-8所示为脚踩式垃圾桶的示意图,在开盖子的过程中,是杠杆ABC和杠杆A'B'C'在起作用,下列对两个杠杆的认识正确的是( )A.ABC和A'B'C'都是省力杠杆B.ABC和A'B'C'都是费力杠杆C.ABC是省力杠杆,A'B'C'是费力杠杆D.ABC是费力杠杆,A'B'C'是省力杠杆
[答案]C[解析]对于杠杆ABC,B点是支点,动力作用在A点,阻力作用在C点,脚踩下踏板时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;对于杠杆A'B'C',支点是A',动力作用在B'点,阻力作用在C'点,在打开盖子的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。故选C。
7.图16-9是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,则拉力的变化情况是( )A.先变小后变大B.先变大后变小C.逐渐变大D.逐渐变小
探究二 利用杠杆的平衡条件解决有关问题(动态变化问题+计算)
[答案]A[解析]由题图可知,弹簧测力计在②位置时,其动力臂等于OC,此时动力臂最长;弹簧测力计由①→②→③的过程中动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数先变小后变大。故选A。
8.作用在杠杆右端的力F将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B。(1)如图16-10甲所示,若力F始终与杠杆垂直,在这个过程中,力的大小将 ;杠杆处于 位置时,力F最大。 (2)如图乙所示,若力F的方向始终竖直向上,在这个过程中,力F的大小将 。
9.小明买来一个西瓜后,用他家的弹簧测力计进行称量,发现西瓜重超过了量程,因此小明采用了如图16-11所示的方式来称量西瓜的质量,若弹簧测力计的示数为10 N,则西瓜的质量为 kg。(忽略直尺的质量,g取10 N/kg)
10.如图16-12所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
探究三 定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用
11.如图16-13所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则F甲与F乙、P甲和P乙之间的大小关系是( ) A.F甲F乙 P甲>P乙C.F甲>F乙 P甲=P乙D.F甲
[答案]B[解析]设物体A所受摩擦力大小为f,因为物体A做匀速直线运动,所以绳对A的拉力F'=f,则有2f+50 N=550 N,解得f=250 N,A错误。对于物体B,则有3f=GB+G滑,即250 N×3=GB+50 N,解得GB=700 N,D错误。加挂物体C后,则有3(F—f)=GB+GC+G滑,即3(F-250 N)=700 N+90 N+50 N,解得F=530 N,B正确。物体B上升的速度为5 cm/s,则拉力F端移动的速度v=3vB=3×5 cm/s=15 cm/s=0.15 m/s,则F做功的功率P=Fv=530 N×0.15 m/s=79.5 W,C错误。
13.如图16-15所示,在水平拉力F的作用下,使重300 N的物体在水平桌面上以0.1 m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60 N(不计绳重、动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦),F及其功率的大小分别为( )图16-15A.20 N 2 WB.20 N 6 WC.60 N 2 WD.30 N 6 W
【设计和进行实验】1.让支点处于杠杆的中心:消除杠杆自重对实验结论的影响。2.让杠杆在水平位置平衡:便于从杠杆上直接读出力臂。3.平衡螺母的调节:左高左调,右高右调,实验开始后,不能再调节平衡螺母。4.钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向。5.弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会变大,因为拉力力臂变小。6.多次实验的目的:消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。
突破 探究杠杆的平衡条件
【数据处理和分析】7.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:杠杆的平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式为F1l1=F2l2。
【交流、反思与评估】8.实验时注意不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。
例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆保持水平并静止。
(2)如图乙所示,杠杆调节水平平衡后,小红在杠杆的A处挂4个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在B处挂 个钩码。当杠杆平衡后,将A处和B处下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
(3)如图乙所示,保持杠杆水平位置平衡,弹簧测力计从a位置转到b位置,其示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若b位置与水平方向夹角为30°,一个钩码的重量是0.5 N,则弹簧测力计的示数应是 N。
(4)下表是小红实验得到的数据,分析后她得出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,但分析表格数据后可以发现这次实验的不妥之处: 。
动力臂都是阻力臂的两倍,实验数据不具有普遍性
(5)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物。若弹簧测力计的量程是0~2.5 N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程时仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 。___________________________________________________________________________(写出一条即可)
较大的弹簧测力计,或减少左侧钩码的数量,或左侧钩码的位置向右移)
弹簧测力计拉力的位置向右移(或换用量程
(6)实验中小红发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由: ，______________________________________________________________
这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡
(7)杠杆在生活中有很多应用,现欲使如图16-17所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可采取的做法是 。
远离支点(或向右移动)
(8)同组的小王采用如图16-18甲所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小红得出的结论不相同,其主要原因是 。
杠杆自重对实验产生影响
(9)探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图乙所示),则游码的质量为 g。
考点二 探究:杠杆的平衡条件(见实验突破)
1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(1)他使用的钳子是 杠杆,剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若铁丝被剪断需要1000 N的力,小明至少用 N的力才能将铁丝剪断。
1.小明在学校参加植树活动时,使用如图16-1所示的钢丝钳剪铁丝,固定小树苗。(2)钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合,图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪铁丝时,将铁丝放在A处还是B处更省力呢?请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力F2的示意图和动力F1的力臂。
2.如图16-2所示是某工人用滑轮组提升重物,工人用360 N拉力将重为600 N的重物匀速提升10 m,若不计绳重和轮与轴的摩擦,则动滑轮的重力为 N,工人对绳端的拉力做的功为 J。若将重为880 N的重物匀速提升10 m,则工人做的功为 J。
1.图16-3是过去农村用的舂米工具的结构示意图,请在图中画出作用在脚踏板上的动力F的力臂l。
探究一 杠杆五要素及杠杆的识别
2.如图16-4所示,工人用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端A点是动力作用点。(1)当杠杆的支点在a点时,动力的方向应向 (选填“上”或“下”)。 (2)当杠杆的支点在b点时,动力的方向应向 (选填“上”或“下”)。 (3)请画出作用于杠杆A端的最小动力F,此时杠杆的支点为 。
3.如图16-5所示的杠杆OABC可绕墙壁上支点O转动,在OA段中点处悬挂一重物,请画出重物重力G的示意图和使杠杆在图示位置保持平衡时最小力F的示意图及其力臂l。
4.如图16-6所示,AO=BC,O为支点,请画出重物G的阻力臂,并画出作用在C点且能使杠杆保持平衡的最小力。
5.如图16-7所示是一种指甲刀的结构示意图,下列说法正确的是( )A.ABC是一个省力杠杆B.D处刀刃较薄,可以增大压力C.杠杆ABC上有粗糙的花纹,可以减小摩擦D.指甲刀只有两个杠杆,一个省力杠杆,一个费力杠杆
6.如图16-8所示为脚踩式垃圾桶的示意图,在开盖子的过程中,是杠杆ABC和杠杆A'B'C'在起作用,下列对两个杠杆的认识正确的是( )A.ABC和A'B'C'都是省力杠杆B.ABC和A'B'C'都是费力杠杆C.ABC是省力杠杆,A'B'C'是费力杠杆D.ABC是费力杠杆,A'B'C'是省力杠杆
[答案]C[解析]对于杠杆ABC,B点是支点,动力作用在A点,阻力作用在C点,脚踩下踏板时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;对于杠杆A'B'C',支点是A',动力作用在B'点,阻力作用在C'点,在打开盖子的过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。故选C。
7.图16-9是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,若在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,则拉力的变化情况是( )A.先变小后变大B.先变大后变小C.逐渐变大D.逐渐变小
探究二 利用杠杆的平衡条件解决有关问题(动态变化问题+计算)
[答案]A[解析]由题图可知,弹簧测力计在②位置时,其动力臂等于OC,此时动力臂最长;弹簧测力计由①→②→③的过程中动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数先变小后变大。故选A。
8.作用在杠杆右端的力F将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B。(1)如图16-10甲所示,若力F始终与杠杆垂直,在这个过程中,力的大小将 ;杠杆处于 位置时,力F最大。 (2)如图乙所示,若力F的方向始终竖直向上,在这个过程中,力F的大小将 。
9.小明买来一个西瓜后,用他家的弹簧测力计进行称量,发现西瓜重超过了量程,因此小明采用了如图16-11所示的方式来称量西瓜的质量,若弹簧测力计的示数为10 N,则西瓜的质量为 kg。(忽略直尺的质量,g取10 N/kg)
10.如图16-12所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
探究三 定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用
11.如图16-13所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则F甲与F乙、P甲和P乙之间的大小关系是( ) A.F甲
[答案]B[解析]设物体A所受摩擦力大小为f,因为物体A做匀速直线运动,所以绳对A的拉力F'=f,则有2f+50 N=550 N,解得f=250 N,A错误。对于物体B,则有3f=GB+G滑,即250 N×3=GB+50 N,解得GB=700 N,D错误。加挂物体C后,则有3(F—f)=GB+GC+G滑,即3(F-250 N)=700 N+90 N+50 N,解得F=530 N,B正确。物体B上升的速度为5 cm/s,则拉力F端移动的速度v=3vB=3×5 cm/s=15 cm/s=0.15 m/s,则F做功的功率P=Fv=530 N×0.15 m/s=79.5 W,C错误。
13.如图16-15所示,在水平拉力F的作用下,使重300 N的物体在水平桌面上以0.1 m/s的速度匀速运动时,物体与桌面的摩擦力为60 N(不计绳重、动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦),F及其功率的大小分别为( )图16-15A.20 N 2 WB.20 N 6 WC.60 N 2 WD.30 N 6 W
【设计和进行实验】1.让支点处于杠杆的中心:消除杠杆自重对实验结论的影响。2.让杠杆在水平位置平衡:便于从杠杆上直接读出力臂。3.平衡螺母的调节:左高左调,右高右调,实验开始后,不能再调节平衡螺母。4.钩码换成弹簧测力计的好处:能直接测出拉力的大小,可以改变用力的方向。5.弹簧测力计由竖直变为倾斜拉杠杆,拉力会变大,因为拉力力臂变小。6.多次实验的目的:消除实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性。
突破 探究杠杆的平衡条件
【数据处理和分析】7.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:杠杆的平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式为F1l1=F2l2。
【交流、反思与评估】8.实验时注意不同的物理量之间不能相加减,不能说“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。
例 用如图16-16所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆保持水平并静止。
(2)如图乙所示,杠杆调节水平平衡后,小红在杠杆的A处挂4个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在B处挂 个钩码。当杠杆平衡后,将A处和B处下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
(3)如图乙所示,保持杠杆水平位置平衡,弹簧测力计从a位置转到b位置,其示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若b位置与水平方向夹角为30°,一个钩码的重量是0.5 N,则弹簧测力计的示数应是 N。
(4)下表是小红实验得到的数据,分析后她得出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,但分析表格数据后可以发现这次实验的不妥之处: 。
动力臂都是阻力臂的两倍,实验数据不具有普遍性
(5)得到实验结论后,利用图乙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物。若弹簧测力计的量程是0~2.5 N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达 N。操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程时仍不能使杠杆水平平衡,你认为接下来合理的操作是 。___________________________________________________________________________(写出一条即可)
较大的弹簧测力计,或减少左侧钩码的数量,或左侧钩码的位置向右移)
弹簧测力计拉力的位置向右移(或换用量程
(6)实验中小红发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由: ，______________________________________________________________
这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不影响杠杆的平衡
(7)杠杆在生活中有很多应用,现欲使如图16-17所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可采取的做法是 。
远离支点(或向右移动)
(8)同组的小王采用如图16-18甲所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小红得出的结论不相同,其主要原因是 。
杠杆自重对实验产生影响
(9)探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图乙所示),则游码的质量为 g。
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